DE69732044T2 - METHOD AND DEVICE FOR REDUCING INTERMODULATION TROUBLESHOOTING IN A MULTIPLE SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR REDUCING INTERMODULATION TROUBLESHOOTING IN A MULTIPLE SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM Download PDFInfo
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Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Kommunikationssysteme und insbesondere Systeme, in welchen mehrere Signale simultan bei variierenden Leistungspegeln gesendet werden.The The present invention relates to electronic communication systems and in particular systems in which a plurality of signals are applied simultaneously to varying ones Power levels are sent.
In den meisten elektronischen Kommunikationssystemen ist es häufig erforderlich, dass Gruppen von Informationssignalen verstärkt und simultan gesendet werden. Beispielsweise sendet ein Zellularfunkbasisstationssender üblicherweise Signale an viele aktive empfangende Mobilstationen innerhalb einer einzelnen geographischen Zelle. In ähnlicher Weise verstärkt und sendet ein Satellitenkommunikationstransponder große Zahlen von Informationssignalen, die für verschiedene teilnehmende ferne Stationen bestimmt sind. Weil solche Systeme gewöhnlich ein Frequenzaufteilungs-Mehrfachzugriffsschema bzw. FDMA-Schema verwendet, in welchem Informationssignale auf Signalträgern moduliert sind, die innerhalb eines zugeordneten Frequenzbandes kontinuierliche Frequenzkanäle belegen, muss darauf geachtet werden, Zwischenkanalinterferenz zu vermeiden, die Signalübertragungen korrumpieren können.In Most electronic communication systems often require that groups of information signals are amplified and transmitted simultaneously. For example, a cellular radio base station transmitter typically broadcasts Signals to many active receiving mobile stations within one single geographical cell. In a similar way reinforced and A satellite communication transponder transmits large numbers of information signals intended for various participating remote stations are determined. Because such Systems usually a frequency division multiple access scheme or FDMA scheme used in which information signals modulated on signal carriers are continuous within an assigned frequency band frequency channels care must be taken to avoid interchannel interference, the signal transmissions can corrupt.
Eine mögliche Quelle solcher kanalübergreifender Störung bzw. Interferenz ist als Intermodulationsverzerrung bekannt, welche gegebenenfalls resultiert, wenn zwei oder mehr Signale unterschiedlicher Frequenzen gemischt werden. Beispielsweise, wenn zwei Träger unterschiedlicher Frequenzen unter Verwendung eines Nichtlinearen Verstärkers verstärkt werden, treten spürbare Ausgangsgrößen bei der Summe und Differenz der ganzzahligen Vielfachen der Ursprungsträgerfrequenzen auf. Wie nachstehend detailliert beschrieben, können Intermodulationsverzerrungsprodukte dritter Ordnung signifikante Probleme in FDMA-Systemen hervorrufen. Beispielsweise kann ein aus zwei relativ starken Signalen resultierendes Intermodulationsprodukt dritter Ordnung das Senden eines dritten relativ schwachen Signals, das auf einem Träger mit der Frequenz gleich der Frequenz des Intermodulationsproduktes gesendet wird, unterbrechen.A possible Source of such cross-channel disorder or interference is known as intermodulation distortion, which possibly results when two or more signals different Frequencies are mixed. For example, if two carriers are different Frequencies are amplified using a nonlinear amplifier, occur noticeable Output variables in the Sum and difference of the integer multiples of the source carrier frequencies on. As described in detail below, intermodulation distortion products third order cause significant problems in FDMA systems. For example, one resulting from two relatively strong signals Third order intermodulation product sending a third relatively weak signal, on a carrier equal to the frequency the frequency of the intermodulation product is sent, interrupt.
In Leistungsverstärkern wird ein Kompromiss geschlossen zwischen effizienter Gleichstrom-zu-Hochfrequenz-Leistungsumsetzung und den durch den Verstärker erzeugten Intermodulationsprodukten. Demnach können eine gute Gleichstrom-zu-Hochfrequenz-Leistungsumsetzungseffizienz und eine hohe spektrale Reinheit im Wiederstreit stehende Anforderungen sein. Die Auswahl des Verstärkers ist demnach signifikant beim Entwurf der Zellularbasisstationsarchitektur.In power amplifiers A compromise is made between efficient DC-to-high frequency power conversion and through the amplifier generated intermodulation products. Thus, a good DC-to-high frequency power conversion efficiency can be achieved and high spectral purity in conflicting requirements be. The selection of the amplifier is therefore significant in the design of the cellular base station architecture.
Bis heute sind einige Basisstationsarchitekturen identifiziert worden. Am häufigsten verwenden Basisstationen einen Einträgerleistungsverstärker (SCPA bzw. Single Carrier Power Amplifier) mit frequenzselektivem Kombinierer. Diese Architektur bietet etwa 6–7% Gesamt-Gleichstrom-zu-Hochfrequenz-Leistungsumsetzungseffizienz bedingt durch die Einfügedämpfungen, die in zugeordneten Frequenzkombinierern beobachtet werden. Der Frequenzkombinierer ist auch groß und hat eine "statische" Frequenzselektivität, die gegebenenfalls manuell während des Installierens der Basisstation abgeglichen werden muss.To Today, some base station architectures have been identified. Most frequently base stations use a single-carrier power amplifier (SCPA or Single Carrier Power Amplifier) with frequency-selective combiner. This architecture provides about 6-7% Total DC-to-RF power conversion efficiency due to the insertion losses, which are observed in associated frequency combiners. Of the Frequency combiner is also large and has a "static" frequency selectivity, if necessary manually during to install the base station.
Eine andere übliche Wahl der Architektur verwendet einen Mehrträgerleistungsverstärker (MCPA bzw. Multi-Carrier Power Amplifier). MPCAs sind allgemein aufgebaut, um hochlinear zu sein zum Vermeiden des Erzeugens von Intermodulationsprodukten, die als ein Ergebnis von Mischung der unterschiedlich modulierten Trägerfrequenzen innerhalb des Verstärkers auftreten. Daher bietet diese Lösung, obwohl kein Frequenzkombinierer erforderlich ist, eine Gesamt- Gleichspannungs-zu-Hochfrequenz-Leistungsumsetzungseffizienz von etwa 4–6%. Obwohl vergleichbar mit der oben erwähnten SCPA-/Frequenzkombiniererlösung, hat der MCPA üblicherweise eine viel niedrigere Robustheit und Zuverlässigkeit. Ein Hochleistungs-MCPA ist auch eine komplexe Technologie, d. h., nicht leicht in der Produktion zu meistern.A other usual Choice of architecture uses a multi-carrier power amplifier (MCPA or multi-carrier power amplifier). MPCAs are generally structured to be highly linear to avoid generating intermodulation products, which as a result of mixing the differently modulated carrier frequencies within the amplifier occur. Therefore, this solution offers Although no frequency combiner is required, overall DC-to-RF power conversion efficiency from about 4-6%. Although comparable to the above-mentioned SCPA / frequency combiner solution the MCPA usually a much lower robustness and reliability. A high performance MCPA is also a complex technology, i. h., not easy in production to master.
Die durch MCPAs eingefügte Intermodulation ist gewöhnlich durch die Verwendung eines von zwei Verfahren reduziert worden: Mitkopplungsauslöschungsverstärkung bzw. Störsignalaufschaltungsauslösungs-Verstärkung oder lineare Verstärkung mit Nichtlinearen Komponenten (LINC bzw. LINnear amplification with Non-linear Components). LINC-Verstärkung ist recht komplex und ist derzeit vollständig ungeeignet für preiswerte massenproduzierte Verstärker.The inserted by MCPAs Intermodulation is common been reduced by using one of two methods: Mitkopplungsauslöschungsverstärkung or Noise Signaling Trigger Gain or linear amplification with nonlinear components (LINC or LINnear amplification with Non-linear components). LINC amplification is quite complex and is currently completely unsuitable for cheap mass produced amplifiers.
Ein
Blockdiagramm eines konventionellen Mitkopplungsauslöschuntsverstärkers ist
in
EP-A-0 411 878 offenbart ein Funkkommunikationssystem einschließlich mindestens einer Basisstation und einer Anzahl von Mobilstationen. Eine Vielzahl von Übertragungskanälen kann zum Übertragen von Zellen zwischen der Basisstation und der Mobilstationen verwendet werden, wodurch jeder Kanal einem von einer Vielzahl unterschiedlicher vorbestimmter Senderausgangsleistungspegel zugeordnet ist. Ein Zuordnungsprozessor in der Basisstation ordnet Kanäle Rufen zu oder verwirft die Zuordnung basierend auf dem Senderausgangsleistungspegel, der am geeignetesten ist zum Verhindern von Sendebedingungen, die Gleichkanalinterferenz einschließen.EP-A-0 411 878 discloses a radio communication system including at least a base station and a number of mobile stations. A variety of transmission channels to transfer used by cells between the base station and the mobile stations which makes each channel one of a variety of different predetermined transmitter output power level is assigned. An assignment processor in the base station arranges channels Call or discard the allocation based on the transmitter output power level, which is most suitable for preventing transmission conditions, the Include co-channel interference.
EP-A-0 522 276 offenbart ein Kommunikationssystem, das eine Vermittlungseinrichtung einschließt, die in Kommunikation steht mit Basissendestationen. Jede Basissendestation führt die Zuordnung von Verarbeitung von vorbestimmten Pegeln von Sendeleistung für Informationssignale durch, welche von der Sendestation zu senden sind, und zum Zuordnen der Informationssignale zu einer Vielzahl von Frequenzkanälen in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Pegel an Sendeleistung.EP-A-0 522 276 discloses a communication system that includes a switch includes, which is in communication with base stations. Each base station leads the Assignment of processing of predetermined levels of transmission power for information signals by which to send from the sending station and for assignment the information signals to a plurality of frequency channels in accordance with the predetermined level of transmission power.
"The power-ordered intermodulation algorithm", Wheeler, D. J. Maiuzzo, M. A., IEEE Military Communications Conference, Band 1, Seiten 100–105, 15. Oktober 1989, Boston, MA, USA, beschreibt einen leistungsgeordneten Intermodulationsalgorithmus als eine effiziente Technik zum Bestimmen von durch Intermodulation in der Leistungsbank eines Systems mit Breitbandhochfrequenzarchitektur bedingter Intermodulation. Zum Erreichen eines schnelleren Intermodulationsalgorithmus ist das Schlüsselmerkmal des Algorithmus, dass der Satz von Intermodulationsprodukten partitioniert wird in Sub-Sätze, von denen jeder die Eigenschaft hat, dass alle Intermodulationsprodukte in dem Sub-Satz in der Reihenfolge des abnehmenden Leistungspegels nummeriert werden können. Wenn ein Produkt in einem speziellen Sub-Satz vernachlässigbar schwach ist, dann können die nachfolgenden Produkte in diesem Sub-Satz automatisch eliminiert werden."The power-ordered intermodulation algorithm ", Wheeler, D.J. Maiuzzo, M.A., IEEE Military Communications Conference, Volume 1, pages 100-105, October 15, 1989, Boston, MA, USA, describes a performance-related Intermodulation algorithm as an efficient technique for determining by using intermodulation in the power bank of a system with Broadband radio frequency architecture conditional intermodulation. To the Achieving a faster intermodulation algorithm is that key feature the algorithm that partitions the set of intermodulation products is in sub-sentences, each of which has the property that all intermodulation products in the subset in order of decreasing power level can be numbered. If a product in a special subset is negligible weak is, then you can automatically eliminates the following products in this subset become.
In Bezug auf die Grundlagen der Intermodulationsinterferenz wird Bezug genommen auf W. C. Babcock, "Intermodulation Interference in Radio Systems", Bell System Technical Journal, 1953, Seiten 63–73.In Reference is made to the basics of intermodulation interference taken on W.C. Babcock, "Intermodulation Interference in Radio Systems ", Bell System Technical Journal, 1953, pages 63-73.
Es wäre wünschenswert, Techniken bereitzustellen, die die Interferenz von koinzidierenden Intermodulationsprodukten reduzieren.It would be desirable To provide techniques that coincide the interference of Reduce intermodulation products.
RESÜMEESUMMARY
Die vorliegende Erfindung erfüllt jeweils die oben beschriebenen und andere Bedürfnisse durch Bereitstellen eines Verfahrens, wie es im Patentanspruch 1 definiert ist, durch Bereitstellen einer Basisstation, wie sie in Patentanspruch 16 definiert ist, durch Bereitstellen eines Mobilvermittlungszentrums, wie es in Anspruch 18 definiert ist und durch Bereitstellen eines Kanalvergabeprozessors, wie er im Anspruch 19 definiert ist.The present invention each providing the above-described and other needs a method as defined in claim 1, by Providing a base station as defined in claim 16 by providing a mobile switching center, as it is is defined in claim 18 and by providing a channel allocation processor, as defined in claim 19.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird zuerst ein effektiver Sendeleistungspegel für jedes zu sendende Kommunikationssignal bestimmt. Beispielsweise können in einer Zellularfunkbasisstation verwendete Leistungspegel zum Senden von Signalen zu entfernten Einheiten in Übereinstimmung mit den Abständen der Basisstation und den entfernten Einheiten abgestimmt werden. Sobald ein effektiver Sendeleistungspegel für jedes Kommunikationssignal bestimmt worden ist, werden die Signale zu Frequenzkanälen derart zugeordnet, dass eine sanfte Abnahme der Sendeleistungspegel über kontinuierliche Frequenzkanäle erzielt wird.According to one exemplary embodiment First, an effective transmission power level for each communication signal to be transmitted certainly. For example, you can power level used in a cellular radio base station Sending signals to remote units in accordance with the intervals of the Base station and the remote units are tuned. Once a effective transmission power level for each communication signal has been determined, the signals become to frequency channels assigned such that a gentle decrease in the transmission power level over continuous frequency channels is achieved.
Mit anderen Worten, Signale werden innerhalb des Spektrums derart angeordnet, dass Hochleistungssignale nicht unmittelbar benachbart zu Niederleistungssignalen sind. Eher gibt es einen geordneten Übergang von Hochleistungssignalen zu Niederleistungssignalen mit Zwischenleistungssignalen dazwischen. Durch Auf rechterhalten einer solchen Abnahme über die Frequenzkanäle wird die Möglichkeit, dass zwei Hochleistungssignale in der Intermodulationsstörungen erzeugen werden, die in Interferenz treten mit unmittelbar benachbarten Niederleistungssignalen, minimiert.In other words, signals are arranged within the spectrum such that high power signals are not immediately adjacent to low power signals. Rather, there is an orderly transition from high power signals to low power signals with intermediate power signals in between. Maintaining such a decrease across the frequency channels will create the possibility that two high-power signals will be generated in the intermodulation noise that interfere with immediately adjacent low-noise signals, minimized.
In einer beispielhaften Ausführungsform werden Kommunikationssignale derart vergeben, dass Hochleistungssignale in der Nähe des Zentrums eines gegebenen Frequenzbandes angeordnet sind, während Niederleistungssignale in der Nähe der Frequenzbandränder angeordnet sind. Auf diese Weise wird auch eine Intermodulationsverzerrung zwischen Frequenzbändern in einem Multibandsystem minimiert.In an exemplary embodiment Communication signals are assigned such that high-performance signals near of the center of a given frequency band while low power signals near the frequency band edges are arranged. In this way, also an intermodulation distortion between frequency bands minimized in a multiband system.
Die vorliegende Erfindung stellt eine kosteneffiziente Technik zum Minimieren von Intermodulationsverzerrung in einem Mehrträgerkommunikationssystem bereit, in welchem Signale bei variierenden Leistungspegeln übertragen werden. Fernere Merkmale der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme zu erläuternden Beispielen erklärt, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind.The The present invention provides a cost-effective technique for minimizing intermodulation distortion in a multi-carrier communication system, in which signals are transmitted at varying power levels become. Further features of the invention will be referred to below to be explained Explained examples, which are shown in the accompanying drawings.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS
Die vorangehenden und andere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten ersichtlicher auf das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn gelese im Zusammenhang mit den Zeichnungen, in denen zeigt:The foregoing and other features, objects, and advantages of the present invention The invention will be more apparent to those skilled in the art upon reading the following detailed Description, if read in conjunction with the drawings, in which shows:
Schaltung mit Störgrößenaufschaltung zum Kompensieren von Intermodulationsprodukten in einer Mehrträgerkommunikationsanwendung;circuit with feedforward control for compensating intermodulation products in a multi-carrier communication application;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Wie
in
In einigen Systemen sendet eine Basisstation Informationssignale an alle Mobilstationen innerhalb ihrer Zelle unter Verwendung einer einzelnen Rundsendeantenne. In einem üblichen FDMA-System wird jedes Signal vor dem Senden auf ein geeignetes Trägersignal aufmoduliert. Trägersignalfrequenzen sind gleich beabstandet innerhalb eines Frequenzbandes, das für die Verwendung durch das Zellularsystem zugewiesen ist. Wie oben beschrieben, kann eine Vielzahl von modulierten Signalen unter Verwendung getrennter Einzelträgerverstärker verstärkt werden oder unter Verwendung eines einzelnen Mehrträgerverstärkers.In In some systems, a base station sends information signals all mobile stations within their cell using a single broadcast antenna. In a common FDMA system, each one will Signal modulated before sending to a suitable carrier signal. Carrier signal frequencies are equally spaced within a frequency band suitable for use assigned by the cellular system. As described above, can a plurality of modulated signals using separate ones Single-carrier amplifiers are amplified or using a single multi-carrier amplifier.
Wenn der effektive Ausgangssendeleistungspegel, der jedem Signal zugeordnet ist, abgestimmt wird in Übereinstimmung mit dem Abstand zwischen der Basisstation und der entsprechenden Mobilstation, kann eine Interferenz zwischen Signalen reduziert werden und eine Energieersparnis kann erzielt werden. Beispielsweise unter der Annahme einer gleichförmigen geographischen Verteilung von fernen Stationen und eines Entfernungsausbreitungsdämpfungsgesetzes der Viererpotenz, kann die Gesamtbasisstationssendeleistung auf ein Drittel ihres Normalwertes reduziert werden.If the effective output transmit power level associated with each signal is agreed in accordance with the distance between the base station and the corresponding mobile station, an interference between signals can be reduced and one Energy savings can be achieved. For example, assuming a uniform geographical distribution of remote stations and a range propagation damping law of the power of four, can the total base station transmit power on one third of their normal value can be reduced.
In
konventionellen Systemen wird Mobilstationen ein Träger oder
Kanal nach dem Motto "der
erste wird zuerst bedient" zugewiesen.
Mit anderen Worten, wenn eine ferne Station einen Dienst anfordert, wird
Kommunikationen zwischen dieser Mobilstation und der Basisstation
der erste verfügbare
Kanal zugewiesen, möglicherweise
ausgewählt
aus einer geordneten Liste, die dazu gedacht ist, systemweite Nachbarkanalinterferenz
zu reduzieren.
Wie
in der Fig. gezeigt, sind die Signale S1–S5 Kanälen F1–F5 unbeachtet des relativen
Sendeleistungspegels zugewiesen worden, der zu jeder fernen Station
gehört.
Solche Sendeleistungspegel werden basierend auf beispielsweise den
Abständen zwischen
der Basisstation und den fernen Stationen bestimmt und sind in
Wenn
als Hochfrequenzeingangssignal eines Mehrträgerverstärkers verwendet, können die dem
Verstärker
zugehörigen
Nichtlinearitäten
Intermodulationsprodukte bzw. IM-Produkte erzeugen, die im schlimmsten
Fall ein oder mehrere verstärkte Signale
unverständlich
machen. Man beachte das in
Ohne
einige korrigierende Maßnahmen,
z. B. wie in
Dieses
Problem wird ferner verschlimmert für Basisstationen und Kommunikationssysteme,
bei denen mehrere Bänder
und mehrere nicht-lineare Verstärker
verwendet werden. In
Ein
beispielhaftes Eingangssignalspektrum für das System der
Darin sind zwei Intermodulationsprodukte IB1B4 und IB4B1, die Signalen SB1 und SB4 zugeordnet sind, gezeigt als Signale SA4 und SC1 beeinträchtigend. Speziell ist das Intermodulationsprodukt dritter Ordnung, das bei der Frequenz 2FB1–FB4 auftritt, dargestellt mit einem Leistungspegel, der größer ist als der des gesendeten Signals SA4. Das Intermodulationsprodukt IB4B1 hat auf der anderen Seite einen Leistungspegel, der signifikant kleiner ist als der dem Signal SC1 zugeordnete. Beachte, dass die letztere nicht-störende Situation nur zufällig im Stand der Technik auftritt, aber systematisch hervorgerufen wird beim Umsetzen der vorliegenden Erfindung, wie nachstehend beschrieben.Therein, two intermodulation products IB1B4 and IB4B1 associated with signals SB1 and SB4 are shown to be interfering as signals SA4 and SC1. Specifically, the third order intermodulation product occurring at the frequency 2FB1-FB4 is represented at a power level greater than that of the transmitted signal SA4. The intermodulation product IB4B1, on the other hand, has a power level significantly less than that associated with signal SC1. Note that the last one The non-interfering situation occurs only by chance in the prior art, but is systematically induced in practicing the present invention as described below.
Wie gezeigt, bilden Intermodulationsprodukte ein signifikantes Problem beim Senden von Information unter Verwendung von Mehrträgerverstärkern mit nicht-linearen Kennlinien. Eine konventionelle Art des Handhabens dieser Intermodulationsprodukte ist die Verwendung von Auslöschen durch Störaufschaltung bzw. Feed-Forward-Auslöschung. Jedoch ist diese Lösung ineffizient und kann nicht auf alle Entwurfsimplementierungen angewendet werden. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine andere Lösung vorgelegt.As Intermodulation products are a significant problem when transmitting information using multicarrier amplifiers non-linear characteristics. A conventional way of handling of these intermodulation products is the use of erasing Störaufschaltung or feed-forward cancellation. However, this solution is inefficient and can not be applied to all design implementations become. Therefore, according to the present Invention another solution submitted.
Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden Trägerfrequenzen Mobilstationen
basierend auf deren benötigter
Basisstationssendeleistung vergeben. Das heißt, Mobilstationen, die eine
höhere
Basisstationssendeleistung benötigen,
werden Frequenzen vergeben, die zentraler innerhalb einer Gruppe
von gemeinsam zu verstärkenden
Frequenzen angeordnet sind, während
Mobilstation, die eine niedrigere Basisstationssendeleistung benötigen, Frequenzen
vergeben werden, die näher
am Rand der Gruppe angeordnet sind. Dieses Konzept ist in
In
Durch
Ordnen der Sendesignale in Übereinstimmung
mit ihren Sendeleistungen fallen Intermodulationen zwischen den
stärksten
Signalen auf die nächststärksten Signale
und so weiter, so dass die relative Wirkung der Intermodulationsprodukte
reduziert wird. Darüber
hinaus wird, da die schwächsten Signale
bei den Randfrequenzen innerhalb jedes Bandes angeordnet sind, der
Einfluss von Intermodulationsprodukten zwischen Frequenzbändern ebenfalls
reduziert. Betrachte
In der Praxis ändert sich das Signalmuster kontinuierlich dadurch bedingt, dass Rufe veranlasst und beendet werden. Beendete Rufe führen zu Kanälen im Ruhezustand, die dann zum Bedienen neuer Rufe verfügbar sind. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden neue Rufe Kanälen im Ruhezustand zugewiesen durch Berücksichtigen der Leistungserfordernisse des neuen Rufs sowie der für aktive, die Kanäle belegende Rufe benutzten Leistungspegel auf jeder Seite der verfügbaren Kanäle im Ruhezustand.In the practice changes the signal pattern continuously due to the fact that calls be initiated and terminated. Ended calls lead to channels at rest, which then available to serve new calls are. In accordance with the present invention, new calls are channels at rest assigned by taking into account the performance needs of the new reputation as well as the active, the channels Busy calls use power levels on each side of the available idle channels.
Spezieller wird die zum Kommunizieren mit der neuen Mobilstation erforderliche Leistung zuerst während der Rufaufbauphase bestimmt, in der Signalisierungsmeldungen, die eine Authentifizierung der Mobilstation einschließen können, ausgetauscht werden. Die Basisstation wird bezüglich der von der Mobilstation gesendeten Leistung informiert und misst die empfangene Signalstärke am Basisstationsempfänger, hierdurch die Streckendämpfung von der Mobilstation zur Basisstation feststellend. Obwohl aufgrund von frequenzabhängigem Mehrpfadschwund keine direkte Reziprozität vorliegt, die immer gleiche Streckendämpfung auf den Mobilstation-zu-Basisstation- und Basisstation-zu-Mobilstation-Kanälen garantieren würde, kann trotzdem im Mittel Streckendämpfungsreziprozität angenommen werden. Daher kann die mittlere, zum Bereitstellen einer Zielsignalstärke am Mobilstationsempfänger erforderliche, Basisstationssendeleistung aus der mittleren an der Basisstation von der Mobilstation empfangenen Signalleistung bestimmt werden. Das so bestimmte Leistungserfordernis wird dann verglichen mit der bereits verwendeten Leistung in anderen Kanälen, die von demselben Basisstationsendeleistungsverstärker verstärkt werden.special will be required to communicate with the new mobile station Performance first during the call setup phase determines, in the signaling messages, the authentication of the mobile station may be exchanged. The base station is relative to informs and measures the power transmitted by the mobile station the received signal strength at the base station receiver, thereby the track damping from the mobile station to the base station. Although due of frequency dependent Multipath shrinkage no direct reciprocity is present, always the same path loss on the mobile station-to-base station and base station-to-mobile station channels nevertheless on average path loss reciprocity are assumed. Therefore, the average, required to provide a target signal strength at the mobile station receiver, Base station transmit power from the middle at the base station be determined by the mobile station received signal power. The thus determined service requirement is then compared with the already used power in other channels amplified by the same base station transmit power amplifier.
Der Kanalvergabeprozessor, der diese Aufgabe erfüllt, kann in der Nähe eines Mobilvermittlungszentrums angeordnet sein oder ein Teil von diesem sein. Alternativ kann er ein Teil von einem Basisstationscontroller sein oder näher zu oder nahebei den Basisstationssendern und Empfängern angeordnet sein. Der Kanalvergabeprozessor kann selbst die Reihenfolge der Intermodulation zwischen aktiven Kanälen bestimmen, die in die Ruhekanäle fallen und die Intermodulationsstärken jedes Ruhekanals bestimmen. Er vergleicht dann den minimal erforderlichen Leistungspegel für den neuen Ruf mit den bereits verwendeten Leistungspegeln auf den jeden Ruhekanal umgebenden Kanälen und wählt den Ruhekanal, der ihn umgebende aktive Kanäle mit der geringsten Leistungsverschiedenheit hat, aus. Der ausgewählte Ruhekanal wird dann dem neuen Ruf durch Senden einer Kanalvergabemeldung von der Basisstation zur Mobilstation vergeben. Die Mobilstation wechselt dann zu dem vergebenen Kanal zum Kommunizieren von Signalen.The channel allocation processor that accomplishes this task may be located near or part of a mobile switching center. Alternatively, it may be part of a base station controller or located closer to or near the base station transmitters and receivers. The channel grant processor may itself determine the order of intermodulation between active channels that fall within the idle channels and determine the intermodulation strengths of each idle channel. It then compares the minimum required power level for the new call with the already used power levels on the channels surrounding each idle channel, and selects the idle channel containing the active channels surrounding it least disparity has, off. The selected idle channel is then assigned to the new call by sending a channel grant message from the base station to the mobile station. The mobile station then switches to the assigned channel for communicating signals.
Alternativ kann der Kanalvergabeprozessor den minimalen, für den neuen Ruf erforderlichen, Leistungspegel vergleichen mit den geschätzten Intermodulationspegeln in jedem der Ruhekanäle. Der Prozessor vergibt dann einen der Ruhekanäle derart, dass das Verhältnis der Intermodulationsleistung zur gewünschten Sendeleistung einen minimalen Zielwert erreicht. Der Prozessor kann das Zuweisen eines Kanals vermeiden, der den minimalen Intermodulationswert mit einem großen Spielraum erfüllt, da ein solcher Kanal reserviert werden sollte für neue Rufe mit einer niedrigeren minimalen Leistungsanforderung. Sicherlich kann, falls verfügbar, ein besserer Kanal in vorteilhafter Weise zugewiesen werden, abhängig von dem Auftreten eines neuen Rufs mit niedrigeren Leistungserfordernissen und auf ein solches Auftreten hin, kann eine interne Weitergabe (Handoff) ausgeführt werden, die einen Wechsel der vorherigen Frequenzzuweisung einbezieht, um sie einem neuen Ruf zuzuweisen. Eine interne Weitergabe wird auf dieselbe Weise ausgeführt, wie eine Weitergabe eines Rufs von einer Basisstation zur nächsten, das heißt, durch Senden einer Weitergabesteuermeldung an die Mobilstation unter Verwendung entweder eines langsamen oder eines schnellen zugeordneten Steuerkanals.alternative For example, the channel arbitration processor may set the minimum power level required for the new call compare with the estimated ones Intermodulation levels in each of the quiet channels. The processor then forgives one of the quiet channels such that the ratio the intermodulation power to the desired transmit power one reached minimum target value. The processor may assign a Avoid channeling the minimum intermodulation value with a huge Travel meets, since such a channel should be reserved for new calls with a lower one minimum power requirement. Certainly, if available, one can better channel assigned in an advantageous manner, depending on the appearance of a new call with lower performance requirements and upon such occurrence, may be an internal disclosure (Handoff) involving a change in previous frequency allocation, to assign them to a new reputation. An internal dissemination will executed in the same way such as passing a call from one base station to the next, the is called, by sending a relaying message to the mobile station at Using either a slow or a fast associated control channel.
Der
Kanalvergabeprozessor würde
in einer bevorzugten Ausführungsform
Intermodulationsschätzungen
für eventuelle
interne Weitergaben neu berechnen und die beste Kanalneumischung
aufnehmen, um sowohl den neuen Ruf, als auch die eingerichteten
Rufe, mit annehmbaren Intermodulationspegeln unterzubringen. Gemäß einem
Aspekt der oben erwähnten
Erfindung umfasst ein einfacher Algorithmus für ein solches Neumischen oder
Signalordnen bloß das
Sortieren von Rufen nach Basisstationssendeleistungs-Erfordernis und dann
Ordnen der Kanäle
innerhalb des Funkspektrums derart, dass jene mit den größten Leistungserfordernissen im
Zentrum des von demselben Leistungsverstärker verstärkten Spektralbands liegt,
während
jene mit zunehmend niedrigeren Leistungserfordernissen Kanälen zugeordnet
werden, die zunehmend näher
an den Rändern
des verstärkten
Bandes liegen, wie in
Für Leute,
denen die Zellulartechnologie geläufig ist, ist es ersichtlich,
dass Basisstationen häufig am
selben Ort die Sender und Empfänger
für drei Zellen
zusammenfassen, um die Grundstückskosten für Basisstationsorte
zu reduzieren. Ein gemeinsamer Ort, angeordnet an gemeinsamen Grenzen
zwischen drei benachbarten Zellen bedient die drei Zellen unter
Verwendung von 120 Grad Richtantennen, die zu dem Zentrum jeder
der drei angrenzenden Zellen gerichtet sind. Die Zellen sind dann
als "Sektoren bekannt", obwohl ein "Sektor" bloß eine Zelle
ist, die von einer Station am Rande bestrahlt wird, statt im Zentrum.
Die Antenne für
einen gegebenen Sektor ist mit mindestens einem Sender für diesen
Sektor verbunden und mindestens einem Empfänger für den Sektor. Demnach werden
die drei Antennen die zugeordneten Sender häufig am selben Ort errichtet,
um drei Sektoren oder Zellen zu bedienen. Die in benachbarten Zellen
verwendeten Frequenzen sind üblicherweise
in FDMA- und TDMA-Systemen zumindest, mit Bedacht ausgewählt, um
sich zu unterscheiden in Bezug auf einen Frequenzwiederverwendungsplan,
wie zum Beispiel einen 21-Zellen-Wiederverwendungsplan, in welchem
21 Gruppen von Frequenzen auf 3 × 7 Sektoren verteilt werden,
die von 7 Drei-Sektor-Basisstationsorten bedient werden. Jede Gruppe
von Frequenzen kann zusammen gruppiert sein in einem Sub-Band und
Es ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die hier beschrieben worden sind, um ein Verständnis seiner grundlegenden Prinzipien zu erleichtern. Beispielsweise, obwohl die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf ein Zellularfunkkommunikationssystem beschrieben worden ist, werden Fachleute einsehen, dass die Lehre der vorliegenden Erfindung unmittelbar anwendbar ist auf irgendein Kommunikationssystem, in welchem mehrere Signale auf mehreren Frequenzträgern mit variierenden Leistungspegeln gesendet werden. Auch das Positionieren von Hochleistungssignalen im Zentrum eines Frequenzbandes während des Positionierens von Niedrigleistungssignalen am Rande des Frequenzbandes ist nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Tatsächlich kann irgendein Anordnungsschema, in welchem Signale Frequenzkanälen basierend auf Sendeleistungserfordernissen zugewiesen sind, um Intermodulationsproduktinterferenz innerhalb oder zwischen Frequenzbändern abzuschwächen, darunter zu verstehen sein. Der Schutzbereich der Erfindung ist daher durch die Patentansprüche definiert, die hier anhängen, statt die vorangehende Beschreibung, und alle Äquivalente, die mit der Bedeutung der Patentansprüche konsistent sind, sind dazu gedacht, darin eingeschlossen zu sein.It It will be appreciated that the present invention is not limited to the specific ones embodiments limited which has been described here to be an understanding of his to facilitate basic principles. For example, though the present invention with reference to a cellular radio communication system has been described, professionals will see that the teaching The present invention is directly applicable to any Communication system in which multiple signals on multiple frequency carriers with varying Power levels are sent. Also the positioning of high power signals in the Center of a frequency band during of positioning low power signals at the edge of the frequency band is only one embodiment of present invention. Indeed For example, any arrangement scheme in which signals may be based on frequency channels on transmit power requirements to intermodulation product interference within or between frequency bands, including to be understood. The scope of the invention is therefore by the claims defined, which append here, instead of the preceding description, and all the equivalents that have meaning of the claims are consistent, are meant to be included.
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